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モノマー, マクロモノマー [バイオマテリアル/生体適合性材料研究用試薬]
バイオマテリアル研究に使用されるモノマーをアクリルモノマー，ラクトンモノマー，ジチオールモノマー，ジイソシアナートモノマーなど構造別に分類してご紹介しています。
なかでもアクリルモノマーは種類が多く，精密ラジカル重合を含むラジカル重合で簡便に重合可能なことから広くバイオマテリアル研究に用いられています。TCIでは2-Hydroxyethyl Methacrylate (HEMA) [M0085]1)やN-isopropylacrylamide (NIPAAm) [I0401]2)をはじめとしたバイオマテリアル研究に広く用いられるモノマーに加え，双性イオン型モノマーや，タンパクやペプチドとの複合化に便利な活性基を有するモノマーも品揃えしています。
双性イオン型モノマーとは，カチオン部位とアニオン部位を同一分子内に持っているモノマーであり，ホスホベタイン型，スルホベタイン型，カルボキシベタイン型が一般的です3,4)。ホスホベタイン型の双性イオン型モノマーである2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine (MPC) [M2005]5)は最も研究例が多く，日用品やソフトコンタクトレンズへの実用例も豊富です4)。スルホベタイン型として3-[[2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethylammonio]propane-1-sulfonate (SPE) [M1971]6)，カルボキシベタイン型として3-[[2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethylammonio]propionate [M2359]7)や3-[(3-Acrylamidopropyl)dimethylammonio]propanoate [A3279]7)があります。
双性イオン型モノマーを原料とした双性イオン型ポリマーは，高い親水性や優れたタンパクの非特異吸着抑制能を持つため，ステント，カテーテル，透析膜を含む医療機器の表面処理剤として期待されています4,8,9,10,11)。ドラッグデリバリーシステム（DDS）を指向した研究として，ナノミセルキャリアとしての応用例12)，血中滞留性向上のためのナノ粒子の被覆材としての応用例13)，薬効成分の徐放作用を持つヒドロゲルとしての応用例14)も増加してきました。電極を双性イオン型ポリマーで被覆することによりグルコースセンサーのノイズ低減を実現した例が報告されるなど15)，評価や診断用途の利用も期待されます。更に，細胞培地としての応用も期待され，双性イオン型モノマーを用いて合成したヒドロゲルを用いることにより分化を抑制したままヒト造血幹細胞の培養を成功させた例が報告されています16)。
タンパクやペプチドとの複合化に便利な活性基を有するモノマーとしては，アミンと反応するNHSエステル部位を有するN-Succinimidyl Acrylate [S0814]，N-Succinimidyl Methacrylate [S0812]や, ペンタフルオロフェニルエステル部位を有するPentafluorophenyl Acrylate [P2179]，Pentafluorophenyl Methacrylate [P2289]などを品揃えしています。
引用文献
- 1) Permeation of water through some hydrogels
- 2) Cellular interactions with synthetic polymer surfaces in culture
- 3) Molecular design of zwitterionic polymer interfaces: Searching for the difference
- 4) Zwitterionic polymers and hydrogels for antibiofouling applications in implantable devices
- 5) Preparation of Phospholipid Polymers and Their Properties as Polymer Hydrogel Membranes
- 6) Influence of Composition on Properties of Hydrogels of 2-Hydroxyethyl Methacrylate with a Sulphobetaine Comonomer
- 7) Synthesis and characteristics of the poly(carboxybetaine)s and the corresponding cationic polymers
- 8) Cell membrane-inspired phospholipid polymers for developing medical devices with excellent biointerfaces
- 9) Latest advances in zwitterionic structures modified dialysis membranes
- 10) Vascular catheters with a nonleaching poly-sulfobetaine surface modification reduce thrombus formation and microbial attachment
- 11) Zwitterionic poly-carboxybetaine coating reduces artificial lung thrombosis in sheep and rabbits
- 12) Micelles with ultralow critical micelle concentration as carriers for drug delivery
- 13) Biodegradable zwitterionic polymer membrane coating endowing nanoparticles with ultra-long circulation and enhanced tumor photothermal therapy
- 14) Injectable, self-healable zwitterionic cryogels with sustained microRNA - cerium oxide nanoparticle release promote accelerated wound healing
- 15) Reduction of measurement noise in a continuous glucose monitor by coating the sensor with a zwitterionic polymer
- 16) Expansion of primitive human hematopoietic stem cells by culture in a zwitterionic hydrogel